第三章大气的水分详解
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第三章大气中的水分1、动态平衡时的水汽称为饱和水汽,当时的水汽压称为饱和水汽压。
2、蒸发潜热是在恒定温度下,使水由液态转为气态所需的热量。
3、饱和水汽压随温度的升高而增大。
4、有时水在0℃以下,甚至是在﹣20℃~﹣30℃以下仍不结冰,处于这种状态的水称为过冷却水。
5、若云中冰晶与过冷却水同时存在,而且当时的实际水汽压结余两者饱和水汽呀之间,就会产生冰水之间的谁其转移现象。
水滴会因不断蒸发而缩小,冰晶会因不断凝华而增大。
这就是“冰晶效应”。
6、同一温度下,溶液面的饱和水汽压比纯水面消,而且溶液浓度越高,饱和水汽压越小。
7、“凝结增长”:云雾中的水滴有大有小,大水滴曲率小,小水滴曲率大。
如果实际水汽压介于大小水滴的饱和水汽压之间,也会产生水汽的蒸发现象。
小水滴因蒸发而逐渐变小,大水滴因凝结而不断增大。
8、影响饱和水汽压的因素:●温度●蒸发面的性质●蒸发面形状9、影响蒸发的因素:●水源●热源●饱和差●风速与湍流扩散10、大气中水汽凝结的条件:●有凝结核或凝华核的存在●大气中水汽要达到饱和或过饱和状态11、凝结核:大气中能促使水汽凝结的微粒。
12、使空气达到过饱和的途径有两种:●暖水面蒸发●空气的冷却:绝热冷却、辐射冷却、平流冷却、混合冷却。
13、露、霜概念14、形成露和霜的气象条件是晴朗微风的夜晚。
15、霜冻:是指在农作物的生长季节里,地面和植物表面温度下降到足以引起农作物遭受伤害或者死亡的低温。
16、雾凇是形成于树枝上、电线上或其他地物迎风面上的白色疏松的微小冰晶或冰粒。
雾凇的种类:●晶状雾凇●粒状雾凇17、雾是悬浮于近地面空气中IDE大量水滴或冰晶,使水平能见度小于1㎞的物理现象。
形成雾的基本条件是近地面空气中水汽充沛,有使水汽发生凝结的冷却过程和凝结核的存在。
18、根据雾的形成条件,可将雾分为:●气团雾:冷却雾、蒸发雾、混合雾(冷却雾又分为辐射雾、平流雾、上坡雾)●锋面雾19、辐射雾是由地面辐射冷却使贴地面气层变冷而形成的。
第三章大气中的水分第一节蒸发和凝结在同一时间内,跑出水面的水分子与落回水中的水汽分子恰好相等,系统内的水量和水汽分子含量都不再改变,即水和水汽之间达到了两相平衡,这种平衡叫做动态平衡。
动态平衡时的水汽称为饱和水汽,当时的水汽压称为饱和水汽压。
e为水汽压,E为饱和水汽压E>e 蒸发(未饱和)E=e 动态平衡(饱和)E<e 凝结(过饱和)若Es 为某一温度下对应的冰面上的饱和水汽压Es>e 升华Es=e 动态平衡Es<e 凝华图3.1 是根据大量经验数据绘制的水的位相平衡图。
水的三种相态分别存在于不同的温度和压强条件下。
水只存在于0℃以上的区域,冰只存在于0℃以下的区域,水汽虽然可存在于0℃以上及以下的区域,但其压强却被限制在一定值域下。
图3·1 中OA 线和OB 线分别表示水与水汽、冰与水汽两相共存时的状态曲线。
显然这两条曲线上各点的压强就是在相应温度下水汽的饱和水汽压,因为只有水汽达到饱和时,两相才能共存。
所以 OA 线又称蒸发线,表示水与水汽处于动态平衡时水面上饱和水汽压与温度的关系。
线上K 点所对应的温度和水汽压是水汽的临界温度tk 和临界压力(Ek= 2.2×105hPa),高于临界温度时就只能有气态存在了,因此蒸发线在K 点中断。
OB 称升华线,它表示冰与水汽平衡时冰面上饱和水汽压与温度的关系。
OC线是融解线,表示冰与水达到平衡时压力与温度的关系。
O 点为三相共存点:t0=0.0076℃,E0=6.11hPa。
上述三线划分了冰、水、水汽的三个区域,在各个区域内不存在两相间的稳定平衡。
例如图中的 1、2、3 点,点 1 位于OA线之下,ei<E,这时水要蒸发;点 2 处,e2>E,此时多余的水汽要产生凝结;点3 恰好位于OA 线上,e3=E,只有这时水和水汽才能处于稳定平衡状态。
二、饱和水汽压(一)饱和水汽压与温度的关系:饱和水汽压随温度的升高而增大。
这是因为蒸发面温度升高时,水分子平均动能增大,单位时间内脱出水面的分子增多,落回水面的分子数才和脱出水面的分子数相等;高温时的饱和水汽压比低温时要大。